Membranas Biológicas

Estructura de las membranas

La estructura de una membrana está formada con el fin de poder realizar correctamente sus funciones, la membrana se conforma por una bicapa de fosfolípidos y proteínas que permiten el intercambio de sustancia entre sus medios internos y externos, la estructura de la membrana se puede definir como “La membrana plasmática es una bicapa de fosfolípidos entremezclados con moléculas de colesterol que forman una matriz fluida en la que están inmersas varias proteínas” (Audesirk et al, 2017, p. 79).

soluble en agua” (Audesirk et al, 2017). Gracias a estas estructuras de los fosfolípidos la membrana puede mantener separado el citosol con el espacio extracelular, también por estas estructuras la membrana puede interactuar con las sustancias con las cabezas de nitrógeno, le concede impermeabilidad sus colas hidrofóbicas ya que no interactúan con sustancias, pero las proteínas que se ubican en la membrana le otorgan a la membrana que sea semipermeable, dejando entrar algunas sustancias dentro de la célula.

Fosfolípidos

El fosfolípido está formado por dos extremos diferentes “En un extremo hay dos colas de ácidos grasos no polares, que son insolubles en agua, y en el otro se encuentra una cabeza de nitrógeno y fosfato que es polar y

Las colas de los fosfolípidos son cadenas de ácidos grasos, donde una cadena puede doblarse por la presencia de un enlace doble entre átomos de carbono, si tiene enlace doble se convierte en un ácido graso saturado, el tener una flexión en la cola le permite que la membrana no sea rígida, las dos colas de ácidos grasos están unidas a un glicerol. El glicerol se le puede definir como “alcohol de tres carbonos al que se unen por enlaces covalentes los ácidos grasos para formar grasas y aceites” (Audesirk et al, 2017, p.920). Al glicerol se enlaza con un grupo fosfato en el carbono tres, este grupo fosfato tiene una carga negativa, que a la vez se enlaza a un grupo funcional variable que normalmente es nitrogenado, este grupo funcional tiene una carga positiva, al conjunto del grupo fosfato con el grupo funcional variable forma la cabeza del fosfolípido. La cabeza del fosfolípido se orienta hacia el medio acuoso, ya que los hidrógenos forman enlaces con el agua, las colas no forman enlaces y por lo tanto se orientan hacia adentro, donde no está el medio acuoso.

La membrana está constituida principalmente por dos clases de proteínas, las proteínas integrales y las proteínas periféricas; las proteínas integrales están unidas sólidamente a la membrana y son difíciles de liberar, tiene regiones hidrofóbicas que se relacionan con las colas de los fosfolípidos y su región hidrofílica se presenta fuera del citoplasma. Las proteínas transmembrana cruzan toda la membrana de un extremo al otro, estas se pueden dividir según su forma en dos: hélice y lámina plegada.

Proteínas de la membrana

Las proteínas están ubicadas entre la bicapa de fosfolípidos, las cuales tienen movimiento entre la bicapa, el modelo de mosaico fluido estable que “una membrana celular consiste en una bicapa fluida de moléculas de fosfolípidos en la que las proteínas están incrustadas o asociadas de alguna forma” (Solomon et al, 2013, p.109). En el bicapa las proteínas están en constante movimiento y no se quedan en un lugar fijo.

La hélice puede tener una, dos o varias hélices que cruzan la membrana, mientras que las proteínas de lámina plegada forman poros que a través de ellas puede ingresar agua entre otras sustancias.

La cabeza del fosfolípido se orienta hacia el medio acuoso, ya que los hidrógenos forman enlaces con el agua, las colas no forman enlaces y por lo tanto se orientan hacia adentro, donde no está el medio acuoso.

Funciones de las membranas

La principal función de una membrana simple o doble en la célula y en sus organelos es la separación de su contenido interno y externo, la membrana es utilizada como un impermeabilizante para ciertas sustancias, le da una forma a la estructura y otorga selectividad en el paso de sustancias, como dice Thibodeau y Patton "La membrana plasmática rodea toda la célula y constituye su límite externo. El citoplasma es toda la materia viva del interior de la célula excepto el núcleo" (p.17).

contenido externo y el interno estén en igualdad de concentración, moviendo solutos hacia la parte con menos concentración de la célula.

"Célula Eucariota Animal" por Nikol valentina romero ruiz, con licencia CC BY-SA 4.0

La membrana celular es utilizada para mantener un equilibrio en las concentraciones de iones u otras sustancias, ya que se puede formar gradientes de concentración de sustancias en distintas partes de la célula, esta función permite que la célula por medio de diferentes proteínas en la membrana hace que el

"Esquema transporte activo secundario" con licencia CC O 1.0 citoplasma de la célula, también tiene la función de conceder entrada y salida para ciertas sustancias como proteínas y nucleótidos, el intercambio se realiza por medio de poros nucleares.

Además, varios organelos poseen membrana simple o doble, que tiene gran importancia para la formación de distintos productos; el núcleo y la mitocondria poseen membrana doble, en la mitocondria son importantes, ya que en ellas se lleva a cabo la obtención de energía en forma de ATP, realizando la respiración celular y la fosforilación oxidativa gracias a las membranas y enzimas que posee.

En la mitocondria se utiliza la enzima ATP sintetasa para formar ATP, a partir de ADP y un fosfato.

"Quimiosmosis miguelferig" con licencia CCO

La membrana nuclear tiene la finalidad de separar el material genético del

"Envoltura nuclear MNI y MNE" por Coutinho HD, Falcão-Silva V S, Fernandes Gonçalves G, Batista da Nóbrega R con licencia CC BY 3.0

Los organelos como retículo endoplásmico rugoso y liso, lisosomas, peroxisomas, vacuolas y aparato de Golgi poseen membranas unitarias estas mismas membranas tienen la misma finalidad de separación de medios, de interacción entre organelos celulares y ayudan a la formación de productos necesarios para la vida de la célula.

El retículo endoplasmático rugoso tiene adheridos ribosomas a sus membranas, los cuales son utilizados para elaborar proteína, en cambio el retículo endoplasmático liso no presenta ribosomas en su membrana y es el encargado de sintetizar lípidos y carbohidratos. Los lisosomas contienen una membrana la cual cubre enzimas digestivas que decomponen los desechos y partes celulares dañadas.

Estructura y permeabilidad:

La regulación de las sustancias que entran y salen de la célula es controlada por la membrana celular, como dice Audesirk, “Regulan el intercambio de compuestos esenciales entre la célula y el medio acuoso extracelular o entre organelos envueltos en membranas y el citoplasma del entorno”. (P.78.) Otras funciones que permite la membrana es la comunicación entre células del organismo y dan la posibilidad de que se formen uniones en el interior de la célula y entre ellas.

puedan ingresar a la célula, al igual que la membrana deja entrar nutrientes, también deja salir desechos metabólicos que la célula ya no necesita.

El agua se le hace fácil ingresar a la célula, ya que por osmosis se explica el movimiento del agua, este indica que el agua puede atravesar la membrana semipermeable, desde una concentración baja en soluto y alta en agua, hacia un espacio donde haya una alta concentración de soluto y una baja concentración de agua, de esta forma el agua se mueve dependiendo la concentración de soluto que haya tanto en el interior o exterior de la célula, hasta encontrar una igualdad en la concentración de agua y soluto.

Proteínas de la membrana

Las proteínas están ubicadas entre la bicapa de fosfolípidos, las cuales tienen movimiento entre la bicapa, el modelo de mosaico fluido estable que “una membrana celular consiste en una bicapa fluida de moléculas de fosfolípidos en la que las proteínas están incrustadas o asociadas de alguna forma” (Solomon et al, 2013, p.109).

"Ósmosis y difusión" por cristianelmiller, con licencia CC BY-SA 4.0

Las proteínas de transporte de la membrana tienen como principal función permitir que sustancias como nutrientes entren al interior de la célula, la célula funciona por selectividad, no todas las sustancias pueden entrar al interior, para esto las proteínas tienen unas enzimas la cuál identifican y degradan las sustancias para que

En la bicapa, las proteínas están en constante movimiento y no se quedan en un lugar fijo.

"Proteínas Membrana" por Alejandro Porto, con licencia CC BY-SA 3.0

La membrana está constituida principalmente por dos clases de proteínas, las proteínas integrales y las proteínas periféricas; las proteínas integrales están unidas sólidamente a la membrana y son difíciles de liberar, tiene regiones hidrofóbicas que se relacionan con las colas de los fosfolípidos y su región hidrofílica se presenta fuera del citoplasma. Las proteínas transmembrana cruzan toda la membrana de un extremo al otro, estas se pueden dividir según su forma en dos: hélice y lámina plegada.

Según el movimiento de iones en la célula, las proteínas de la membrana necesitarán energía para mover el material de una menor concentración a una zona con mayor concentración, de esta forma se va en contra del gradiente de concentración, por lo tanto la energía es necesaria.

Existen proteínas en la membrana que no requieren de energía para funcionar, estas van en sentido del gradiente de concentración, de una mayor concentración a una menor concentración, este tipo de transporte se le denomina pasivo.

La proteína acuaporina es la encargada de introducir el agua a la célula, esta proteína forma un canal, donde las moléculas de agua pueden ingresar sin problemas.

"Proteínas de membrana" por Faduart, con licencia CC BY-SA 3.0

La hélice puede tener una, dos o varias hélices que cruzan la membrana, mientras que las proteínas de lámina plegada forman poros que a través de ellas puede ingresar agua entre otras sustancias.

"Acuaporina" por OpenStax College con licencia CC BY-SA 4.0

Esquema de la membrana celular (Calderón et al., 2019). Con licencia CC BY-NY-SA 4.0